JP2005138022A - Bubble generation method and bubble generator - Google Patents

Bubble generation method and bubble generator Download PDF

Info

Publication number
JP2005138022A
JP2005138022A JP2003377016A JP2003377016A JP2005138022A JP 2005138022 A JP2005138022 A JP 2005138022A JP 2003377016 A JP2003377016 A JP 2003377016A JP 2003377016 A JP2003377016 A JP 2003377016A JP 2005138022 A JP2005138022 A JP 2005138022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bubble
bubbles
liquid
tank
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003377016A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomotsugu Kamiyama
智嗣 上山
Makoto Miyamoto
誠 宮本
Seiji Noda
清治 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2003377016A priority Critical patent/JP2005138022A/en
Publication of JP2005138022A publication Critical patent/JP2005138022A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bubble generation method capable of obtaining a liquid containing fine bubbles at high density, and a bubble generator. <P>SOLUTION: In the bubble generation method, the liquid is retained so as to be contacted with a solid and a blow with a degree not destroying the solid is imparted to the solid with the bubbles present in the liquid. The bubble generator is provided with a container 1 having the liquid containing the bubbles at the inside; and a hitting means 2 for hitting a part of a wall of the container to the degree not destroying the above wall. Further, water containing a substance having a hydrophilic group and a hydrophobic group in a molecule is used as the liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、気泡を含んだ液体を得る気泡発生方法および気泡発生装置に関し、特に気泡の微小化に関するものである。   The present invention relates to a bubble generation method and a bubble generation apparatus for obtaining a liquid containing bubbles, and more particularly to miniaturization of bubbles.

従来の気泡発生方法および気泡発生装置においては、例えば特許文献1「超音波を利用した微小気泡発生法及び装置」の要約書に示されるように、気体供給口を液体中に設けた微細管の該気体供給口から液中に供給される気体が完全な気泡を生成する前に、該気体と該液体の気液界面に超音波を付与することで、該気液界面から連続的に複数の微小気泡を生成させており、段落番号[0013]には、通常の状態の気泡の直径が2mm程度であるのに対して超音波を加振した場合は微小気泡の径は平均14μmであると記載され、段落番号[0018]には、超音波振動をある程度以上強めると微細管の直径よりも遥かに小さい微小気泡が生成すると記載されている。   In the conventional bubble generation method and bubble generation device, for example, as shown in the abstract of Patent Document 1 “Microbubble Generation Method and Device Using Ultrasonic Waves”, a microtube having a gas supply port in a liquid is used. Before the gas supplied into the liquid from the gas supply port generates complete bubbles, an ultrasonic wave is applied to the gas-liquid interface between the gas and the liquid, thereby continuously In the paragraph number [0013], the diameter of the bubble in the normal state is about 2 mm, whereas the diameter of the microbubble is 14 μm on average when ultrasonic waves are applied. In paragraph No. [0018], it is described that when the ultrasonic vibration is increased to some extent, microbubbles much smaller than the diameter of the microtube are generated.

特開2002−113340号公報JP 2002-113340 A

従来の気泡発生装置および気泡発生方法は、以上のように構成されているので、以下で詳細に説明するように、微小気泡を高密度に含有する液体を得ることができないという問題がある。
すなわち、超音波には波長があり、例えば、20kHzであれば1波長は水中で7.5cmである。定在波の場合、超音波の波長の4分の1で腹と節の部分ができるが、気泡は節の部分ではほとんど微小化されず、主に腹の部分で微小化される。したがって、大まかに言って節と腹が液体の容積の半分づつを占めているとすると、液体の容積の半分しか気泡の微小化に使われないことになる。例えば、20kHzの超音波を用いる場合、4分の1波長は、約1.9cmとなり、節の部分は約1cmとなる。つまり、厚さ1cm部分では微小な気泡は生成されない。また、腹の部分に集中的に原料気体を導くことが難しい。したがって、微小気泡を高密度に含有する液体を得ることができない。
Since the conventional bubble generation device and bubble generation method are configured as described above, there is a problem that a liquid containing microbubbles at a high density cannot be obtained as will be described in detail below.
That is, the ultrasonic wave has a wavelength. For example, if it is 20 kHz, one wavelength is 7.5 cm in water. In the case of a standing wave, an antinode and a nodule portion are formed at a quarter of the wavelength of the ultrasonic wave, but bubbles are hardly miniaturized at the nodal portion, but mainly at the antinode portion. Therefore, roughly speaking, if the nodes and belly occupy half of the volume of the liquid, only half of the volume of the liquid will be used for bubble miniaturization. For example, when a 20 kHz ultrasonic wave is used, a quarter wavelength is about 1.9 cm, and a node portion is about 1 cm. That is, minute bubbles are not generated at a thickness of 1 cm. In addition, it is difficult to guide the source gas intensively to the abdomen. Therefore, it is not possible to obtain a liquid containing microbubbles at a high density.

本発明は、上記のような従来のものの問題点を解決するためになされたものであり、微小気泡を高密度に含有する液体を得ることが可能な気泡発生方法および気泡発生装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and provides a bubble generation method and a bubble generation apparatus capable of obtaining a liquid containing fine bubbles at high density. It is intended.

なお、本発明で言う微小気泡とは、直径が百μm以下、好ましくは数十μm以下、より好ましくは10μm以下の気泡である。   The microbubbles referred to in the present invention are bubbles having a diameter of 100 μm or less, preferably several tens of μm or less, more preferably 10 μm or less.

本発明に係る気泡発生方法は、固体と接触するように液体を保持し、上記液体中に気泡を存在させた状態で、上記固体を破壊しない程度の打撃を上記固体に与えるものである。   In the bubble generation method according to the present invention, the liquid is held so as to come into contact with the solid, and in the state where the bubble is present in the liquid, the solid is hit with such a degree that the solid is not destroyed.

本発明に係る気泡発生装置は、気泡を含む液体を内部に有する容器と、上記容器の器壁の一部を、上記器壁を破壊しない程度に打撃する打撃手段とを備えたものである。   The bubble generating apparatus according to the present invention includes a container having therein a liquid containing bubbles and a striking means for striking a part of the container wall of the container to such an extent that the container wall is not destroyed.

本発明の気泡発生方法によれば、固体と接触するように液体を保持し、上記液体中に気泡を存在させた状態で、上記固体を破壊しない程度の打撃を上記固体に与えるので、気泡を効率的に微小化することができ、微小気泡を高密度に含有する液体を得ることが可能となる。   According to the bubble generation method of the present invention, the liquid is held so as to come into contact with the solid, and in the state where the bubble is present in the liquid, the solid is subjected to an impact that does not destroy the solid. It can be efficiently miniaturized and a liquid containing microbubbles at a high density can be obtained.

本発明の気泡発生装置によれば、気泡を含む液体を内部に有する容器と、上記容器の器壁の一部を、上記器壁を破壊しない程度に打撃する打撃手段とを備えたので、気泡を効率的に微小化することができ、微小気泡を高密度に含有する液体を得ることが可能となる。   According to the bubble generating device of the present invention, since it includes a container having a liquid containing bubbles therein and a striking means for striking a part of the container wall of the container to such an extent that the container wall is not destroyed, Can be efficiently miniaturized, and a liquid containing high density of microbubbles can be obtained.

実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による気泡発生装置および気泡発生方法を説明するための図であり、より具体的には、気泡発生装置の構成を模式的に示す図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a bubble generation device and a bubble generation method according to Embodiment 1 of the present invention. More specifically, FIG. 1 schematically shows a configuration of the bubble generation device.

気泡を含む液体を内部に有する容器に相当する気泡発生槽1は、直方体形状であり、内側(内面)の幅50mm、厚さ1mm、長さ300mm、容器の器壁に相当する気泡発生槽1の槽壁は例えば透明アクリル製であり、厚さが5mmである。なお、図1では、気泡発生槽1を厚さ方向および長さ方向に平行な面で切断した様子を示しており、槽壁の厚みは省略している。
打撃装置2は、例えば塩ビ製の打撃部2aを空気圧で連続的または単発的に突き出すことが可能な装置である。打撃の強さは、定量が難しいが、人が軽くたたく程度であり、気泡発生槽1の槽壁が打撃によって微小な時間の間変形し、その後元の形状にほぼ復帰することが可能な程度である。
A bubble generation tank 1 corresponding to a container having a liquid containing bubbles inside has a rectangular parallelepiped shape, and has an inner (inner surface) width of 50 mm, a thickness of 1 mm, a length of 300 mm, and a bubble generation tank 1 corresponding to a container wall of the container. The tank wall is made of, for example, transparent acrylic and has a thickness of 5 mm. In addition, in FIG. 1, a mode that the bubble generation tank 1 was cut | disconnected by the surface parallel to the thickness direction and the length direction is shown, and the thickness of the tank wall is abbreviate | omitted.
The striking device 2 is a device capable of projecting a striking portion 2a made of, for example, vinyl chloride continuously or once with air pressure. The strength of the impact is difficult to determine, but it is only enough for a person to tap, and the wall of the bubble generation tank 1 can be deformed for a very short time by the impact, and then can be almost restored to its original shape. It is.

気泡発生槽1の下部に、気体供給管3として内径0.5mmのステンレス管が設置され、これに気体ポンプ(エアポンプ)4がつながって気体供給手段を構成している。また、気泡発生槽1の下部には、気体供給管3とは別の液体供給管5が配設されており、この液体供給管5が液体ポンプ(水ポンプ)6を介して混合槽7と接続して液体供給手段を構成している。混合槽7には、水道水が配管されており、さらに、気泡融合防止剤が適当な流速で滴下されるようになっている。エアポンプ4および水ポンプ6は任意の流速でそれぞれ気体および液体を流すことができる。   A stainless steel pipe having an inner diameter of 0.5 mm is installed as a gas supply pipe 3 below the bubble generation tank 1, and a gas pump (air pump) 4 is connected to the stainless steel pipe to constitute a gas supply means. Further, a liquid supply pipe 5 different from the gas supply pipe 3 is disposed at the lower part of the bubble generation tank 1, and the liquid supply pipe 5 is connected to the mixing tank 7 via a liquid pump (water pump) 6. The liquid supply means is configured by connection. Tap water is piped into the mixing tank 7, and a bubble fusion inhibitor is dropped at an appropriate flow rate. The air pump 4 and the water pump 6 can flow gas and liquid at an arbitrary flow rate, respectively.

なお、図1は模式図であり、気泡発生槽1、打撃部2a、気体供給管3、液体供給管5混合槽7、気泡8、微小気泡含有水出口9等の寸法の比例関係は実寸とは異なる。   In addition, FIG. 1 is a schematic diagram, and the proportional relationship of the dimensions of the bubble generation tank 1, the striking part 2a, the gas supply pipe 3, the liquid supply pipe 5, the mixing tank 7, the bubbles 8, the microbubble-containing water outlet 9 and the like is the actual size. Is different.

気泡融合防止剤としては、親水基と疎水基を一つの分子に持つ物質、例えば、酢酸、イソプロパノール、ヘキサンジオール、プロピオン酸、イソロイシン、アジピン酸などを用いることができる。これらは、気泡同士が融合するのを防止し、かつ、いわゆる石けん水のようにあぶくができることがない一定の両親媒性有機物である。気泡融合防止剤の詳細については、本発明と同一出願人による特願2003−077113号明細書「気泡発生装置および気泡発生方法」に記載されているが、(a)カルボキシル基を持ち分子量をカルボキシル基の数で割った値が47以上140以下である物質、(b)カルボキシル基とアミノ基を分子内に持ち分子量をカルボキシル基の数で割った値が94以上280以下である物質、(c)分子内に水酸基を持ち分子量を水酸基の数で割った値が38以上73以下である物質、(d)エステル基を持ち分子量をエステル基の数で割った値が47以上140以下である物質、(e)スルホン酸基を持ち分子量をスルホン酸基の数で割った値が47以上140以下である物質等が挙げられる。   As the bubble fusion inhibitor, a substance having a hydrophilic group and a hydrophobic group in one molecule, for example, acetic acid, isopropanol, hexanediol, propionic acid, isoleucine, adipic acid and the like can be used. These are certain amphiphilic organic substances that prevent the bubbles from fusing together and cannot be blown like so-called soapy water. The details of the anti-bubble fusion agent are described in Japanese Patent Application No. 2003-077113 "Bubble generator and bubble generation method" by the same applicant as the present invention. A substance having a value divided by the number of groups of 47 or more and 140 or less, (b) a substance having a carboxyl group and an amino group in the molecule and a molecular weight divided by the number of carboxyl groups of 94 or more and 280 or less, (c ) A substance having a hydroxyl group in the molecule and having a molecular weight divided by the number of hydroxyl groups of 38 to 73; (d) A substance having an ester group and having a molecular weight divided by the number of ester groups of 47 to 140 (E) A substance having a sulfonic acid group and having a molecular weight divided by the number of sulfonic acid groups of 47 or more and 140 or less.

このような気泡融合防止剤を、最終濃度が0.001mol/L以上1mol/L以下程度になるように水(水道水、河川水、イオン交換水、純水など)に加え、混合槽7で混合される。なお、(a)カルボキシル基を持ち分子量をカルボキシル基の数で割った値が47以上140以下である物質を加える場合には、混合液のpHが4以下となるように調整される。   Such a bubble fusion inhibitor is added to water (tap water, river water, ion exchange water, pure water, etc.) so that the final concentration is about 0.001 mol / L or more and 1 mol / L or less. Mixed. When (a) a substance having a carboxyl group and a molecular weight divided by the number of carboxyl groups is 47 or more and 140 or less, the pH of the mixed solution is adjusted to 4 or less.

なお、気泡融合防止剤としては、上記以外でエタノールを用いてもよく、さらに、高濃度でよければ、NaClなどの塩類を1%程度以上加えてもよい。また、一般的に界面活性剤といわれている物質、たとえば脂肪酸エステル類、アルキルベンゼンスルホン酸類、高級アルコール類、長鎖エーテル類なども、あぶくをあまりいとわない場合には用いることができる。   As the bubble fusion inhibitor, ethanol may be used in addition to the above, and a salt such as NaCl may be added at about 1% or more if a high concentration is acceptable. In addition, substances generally referred to as surfactants, such as fatty acid esters, alkylbenzene sulfonic acids, higher alcohols, and long chain ethers, can also be used if they are not too sensitive.

微小気泡含有水出口9から、微小気泡を含む液体(微小気泡含有水)が導出される。この微小気泡含有水出口9の先に、さまざまな応用手段を接続することにより様々な効果を得ることができる。これについては別の実施の形態で述べる。   A liquid containing microbubbles (water containing microbubbles) is led out from the water outlet 9 containing microbubbles. Various effects can be obtained by connecting various application means to the tip of the microbubble-containing water outlet 9. This will be described in another embodiment.

図2に、本実施の形態による微小気泡発生プロセスの流れを示す。すなわち、本実施の形態による微小気泡発生プロセスは、気泡融合防止剤混合工程101(図1の混合槽7により実現される。)、気泡発生工程102(図1の気泡発生槽1、気体供給管3、液体供給管5、エアポンプ4および水ポンプ6により実現される。)、打撃工程103(図1の打撃装置2により実現される。)からなり、必要に応じて応用工程104を接続するものである。   FIG. 2 shows a flow of a microbubble generation process according to the present embodiment. That is, the microbubble generation process according to the present embodiment is realized by the bubble fusion inhibitor mixing step 101 (realized by the mixing tank 7 in FIG. 1) and the bubble generation process 102 (the bubble generation tank 1 and the gas supply pipe in FIG. 1). 3, realized by the liquid supply pipe 5, the air pump 4 and the water pump 6) and the striking process 103 (realized by the striking device 2 in FIG. 1), and connecting the application process 104 as necessary. It is.

以下、具体的な実験例について述べる。   Hereinafter, specific experimental examples will be described.

実験例1.
図1に示すように、直方体形状の気泡発生槽1を、その長さ方向と幅方向を含む面(槽壁1a,1b)、すなわち図1の紙面に直交する面(槽壁)が重力ベクトルに対して約10°傾くように設置した。槽壁(少なくとも槽壁内面)1aは内部の液体に被さる側に傾き、槽壁(少なくとも槽壁内面)1bは内部の液体を受け止める側に傾いている。液体として水道水を用い、流速100mL/分で流した。気泡融合防止剤として1,2−ヘキサンジオールを用い、最終濃度が0.008mol/Lとなるように、混合槽7で溶解混合した。気体として空気を用い、1mL/分の流速で導入した。このとき発生した気泡8は直径が約1mm〜2mmの大きいものであった。この気泡8は、ステンレス管3からはずれた後は、水中を上昇した後、槽壁1aにぶつかり、槽壁1aに沿ってさらに上昇した。その後、水と共に、微小気泡含有水出口9から導出された。
Experimental Example 1
As shown in FIG. 1, a rectangular cell-shaped bubble generating tank 1 has a gravity vector in which the plane (tank walls 1a and 1b) including the length direction and the width direction, that is, the plane (tank wall) orthogonal to the paper surface of FIG. It installed so that it might incline by about 10 degrees The tank wall (at least the tank wall inner surface) 1a is inclined to the side covered with the internal liquid, and the tank wall (at least the tank wall inner surface) 1b is inclined to the side for receiving the internal liquid. Tap water was used as the liquid and flowed at a flow rate of 100 mL / min. 1,2-Hexanediol was used as a bubble fusion inhibitor and dissolved and mixed in the mixing tank 7 so that the final concentration was 0.008 mol / L. Air was used as a gas and introduced at a flow rate of 1 mL / min. The bubbles 8 generated at this time were large with a diameter of about 1 mm to 2 mm. After the bubbles 8 were detached from the stainless steel tube 3, they rose in water, then hit the tank wall 1 a and further increased along the tank wall 1 a. Thereafter, the water was led out from the water outlet 9 containing fine bubbles together with water.

次に、同様にして、気泡融合防止剤を含む水と空気とを気泡発生槽1に供給しながら、同時に打撃装置2で気泡発生槽1の槽壁1aに槽壁1aの液体との接触面と反対側の面から打撃を1秒に1回の頻度で与えた。すると、上昇しつつあった気泡8は微細化(微小化)され、水は白濁した。そのときの様子を槽壁1bの方向からCCDカメラで撮影した写真を10mmのスケールとともに図3に示す。図3において、黒く見えるところは泡のない水で白く見えるのが気泡である。これからわかるように、打撃前は1mm以上あった気泡8が瞬時に微小化され、微小気泡により白濁した水となった。   Next, in the same manner, while supplying water and air containing the bubble fusion inhibitor to the bubble generation tank 1, at the same time, the striking device 2 contacts the tank wall 1a of the bubble generation tank 1 with the liquid on the tank wall 1a. Strokes were given once per second from the opposite side. Then, the bubbles 8 that had been rising were refined (miniaturized), and the water became cloudy. A photograph taken with a CCD camera from the direction of the tank wall 1b is shown in FIG. 3 together with a 10 mm scale. In FIG. 3, the bubbles that appear black are bubbles that appear white in water without bubbles. As can be seen, the bubbles 8 that were 1 mm or more before being blown were instantly miniaturized, and the water became cloudy due to the microbubbles.

さらに、超高速度ビデオカメラで打撃の瞬間を槽壁1bの方向から撮影した。その結果を図4(ア)〜(エ)に1mmのスケールとともに示す。打撃は1回のみ行なった。図4に示す写真は、約1ミリ秒ごとに撮影した連続画像である。(ア)は打撃前であり、直径約1mmの気泡が写っている。(イ)は打撃の直後であり、丸い気泡が大きく変形している。(ウ)と(エ)は微小な気泡が発生している場面である。気泡の大きさは、この写真からだけでは分かりにくいが、10μm程度の気泡も多く含まれることが分かった。また、連続で打撃を行なうと、1回では10μm以下とならなかった気泡もすべて10μm以下となった。10μm以下の微小気泡のみを含む水は、完全に白濁して見え、白濁した水が微小気泡含有水出口9から送出された。   Furthermore, the moment of hitting was shot from the direction of the tank wall 1b with an ultra-high speed video camera. The results are shown in FIGS. 4A to 4D together with a 1 mm scale. The batting was done only once. The photograph shown in FIG. 4 is a continuous image taken every approximately 1 millisecond. (A) is before hitting, and bubbles with a diameter of about 1 mm are shown. (A) is immediately after the blow, and the round bubbles are greatly deformed. (C) and (d) are scenes where minute bubbles are generated. Although it was difficult to understand the size of bubbles from this photograph alone, it was found that many bubbles of about 10 μm were included. Moreover, when the impact was continuously performed, all the bubbles that did not become 10 μm or less at one time also became 10 μm or less. Water containing only microbubbles of 10 μm or less appeared completely cloudy, and the cloudy water was sent out from the water outlet 9 containing microbubbles.

上記実験例では、気泡発生槽1の槽壁(少なくとも槽壁内面)1aを内部の液体に被さる側にを10°傾けたので、微小化される元の気泡が器壁内面に接触しやすくなり、より微小な気泡を得ることができたが、気泡発生槽1の槽壁(少なくとも槽壁内面)1aは必ずしも傾ける必要がない。また、傾けた場合にも、10°に限らず90°未満であればよい。さらに、90°すなわち槽壁(少なくとも槽壁内面)1aが横倒し状態であってもよい。さらに、90°を超えて傾けた場合には、気泡の出口である微小気泡含有水出口9が入口である気泡発生槽1の気体供給管3設置位置よりも低くなるため気泡が出にくくなる場合があるが、気泡は微小化される。   In the above experimental example, since the tank wall (at least the tank wall inner surface) 1a of the bubble generating tank 1 is tilted by 10 ° to the side covering the liquid inside, the original bubbles to be micronized easily come into contact with the inner wall of the vessel wall. Although finer bubbles could be obtained, the tank wall (at least the tank wall inner surface) 1a of the bubble generation tank 1 does not necessarily have to be inclined. Further, even when tilted, the angle is not limited to 10 ° and may be less than 90 °. Furthermore, 90 degree, ie, the tank wall (at least tank wall inner surface) 1a may be in a state of lying down. Further, when tilted over 90 °, bubbles are difficult to be produced because the microbubble-containing water outlet 9 that is the outlet of the bubbles is lower than the gas supply pipe 3 installation position of the bubble generation tank 1 that is the inlet. There are bubbles, but the bubbles are miniaturized.

また、上記実験例では、ヘキサンジオールを添加物(気泡融合防止剤)として用いたが、これに限るものではなく、上述した(a)カルボキシル基を持ち分子量をカルボキシル基の数で割った値が47以上140以下である物質、(b)カルボキシル基とアミノ基を分子内に持ち分子量をカルボキシル基の数で割った値が94以上280以下である物質、(c)分子内に水酸基を持ち分子量を水酸基の数で割った値が38以上73以下である物質、(d)エステル基を持ち分子量をエステル基の数で割った値が47以上140以下である物質、(e)スルホン酸基を持ち分子量をスルホン酸基の数で割った値が47以上140以下である物質の何れを添加してもよい。具体的には、例えば、酢酸、イソプロパノール、プロピオン酸、イソロイシン、アジピン酸などでもよい。また、エタノールでもよく、さらには、高濃度でよければ、NaClなどの塩類を1%程度以上加えてもよい。あぶくをいとわない場合には、他の界面活性剤も用いることができる。   Moreover, in the above experimental example, hexanediol was used as an additive (bubble fusion inhibitor), but the present invention is not limited to this, and the value obtained by dividing the molecular weight by the number of carboxyl groups (a) having a carboxyl group as described above. A substance having a molecular weight of 47 to 140, (b) a substance having a carboxyl group and an amino group in the molecule and a molecular weight divided by the number of carboxyl groups being 94 to 280, and (c) a molecular weight having a hydroxyl group in the molecule. (D) a substance having an ester group and a molecular weight divided by the number of ester groups of 47 to 140, and (e) a sulfonic acid group. Any substance whose molecular weight divided by the number of sulfonic acid groups is 47 or more and 140 or less may be added. Specifically, for example, acetic acid, isopropanol, propionic acid, isoleucine, adipic acid and the like may be used. Further, ethanol may be used. Further, if a high concentration is acceptable, a salt such as NaCl may be added by about 1% or more. Other surfactants can be used if you don't mind blowing.

また、打撃の回数は、上記実験例1では1回/秒としたが、これに限るものではなく、多くても少なくても気泡は微小化される。ただし、多い方が気泡はより小さくなる傾向がある。   In addition, the number of hits is 1 time / second in Experimental Example 1 described above, but the number of hits is not limited to this. However, the larger the number, the smaller the bubbles tend to be.

また、水流速も100mL/分としたが、これに限るものではなく、多くても少なくてもよい。   Moreover, although the water flow rate was also 100 mL / min, it is not restricted to this, and it may be more or less.

また、ガス流速は1mL/分としたが、これは水流速に依存し、これより少ないと、気泡径が小さくなる傾向がある。また多すぎると気泡にならず、おおむね、水流速の1/10程度以下が望ましい。ただし、これも気泡発生槽1の形状や大きさ、打撃部分2aの面積に依存する。概して、気泡発生槽1が大きいほど、また打撃部分2aの面積が大きいほど、空気流量は多くてもよい。   Moreover, although the gas flow rate was 1 mL / min, this depends on the water flow rate, and if it is less than this, the bubble diameter tends to be small. On the other hand, when the amount is too large, bubbles are not formed, and it is desirable that the water flow rate is about 1/10 or less. However, this also depends on the shape and size of the bubble generating tank 1 and the area of the hitting portion 2a. In general, the larger the bubble generation tank 1 and the larger the area of the hitting portion 2a, the greater the air flow rate.

また、気体は空気を用いたが、酸素、オゾン、炭酸ガス、メタン、塩素など何でもよい。ただし、炭酸ガスやアンモニアなどの水への溶解性が非常に高い場合には、気泡流速を他のものに比べて上げる必要がある。   Moreover, although air was used as the gas, oxygen, ozone, carbon dioxide, methane, chlorine, etc. may be used. However, when the solubility of carbon dioxide gas or ammonia in water is very high, it is necessary to increase the bubble flow rate compared to other types.

実験例2.
打撃装置2は気泡発生槽1の一面だけでなく、複数の面に設置し、気泡発生槽1の複数の面から同時に打撃してもよい。一例として、気泡発生槽1は直方体形状であり、内面の幅20mm、厚さ20mm、長さ100mm、槽壁は例えば透明アクリル製で厚さが5mmとした。気泡発生槽1を、その長さ方向と幅方向を含む面(槽壁1a,1b)、すなわち図1の紙面に直交する面(槽壁)が重力ベクトルに対して約10°傾くように設置した。この気泡発生槽1の長さ方向に平行な4面(4つの槽壁)にそれぞれ打撃装置2を設置し、4つの槽壁を液体との接触面と反対側の面から同時に打撃した。
その結果、微小気泡がより小さくなった。また、実験例1の打撃装置2が1台の場合に比べて気泡径が均一になった。これは、導入された気泡への打撃エネルギーが、打撃装置2を増やすことによって均一になるためと考えられる。
Experimental example 2.
The striking device 2 may be installed not only on one surface of the bubble generation tank 1 but also on a plurality of surfaces, and may be struck simultaneously from a plurality of surfaces of the bubble generation tank 1. As an example, the bubble generation tank 1 has a rectangular parallelepiped shape, the inner surface has a width of 20 mm, a thickness of 20 mm, a length of 100 mm, and the tank wall is made of, for example, transparent acrylic and has a thickness of 5 mm. The bubble generation tank 1 is installed so that the plane including the length direction and the width direction (tank walls 1a and 1b), that is, the plane orthogonal to the paper surface of FIG. did. The striking device 2 was installed on each of four surfaces (four tank walls) parallel to the length direction of the bubble generating tank 1, and the four tank walls were simultaneously hit from the surface opposite to the liquid contact surface.
As a result, the microbubbles became smaller. Moreover, the bubble diameter became uniform compared with the case where the striking device 2 of Experimental Example 1 was one. This is considered to be because the impact energy on the introduced bubbles becomes uniform by increasing the number of impact devices 2.

なお、上記では、打撃装置2として、空気圧の変動を利用するものについて述べたが、打撃力を与えるものであれば何でもよく、例えば、バネの先に重りを付け、バネの伸びる力を利用して重りを気泡発生槽1にぶつけるもの、重りを回転させ重りを気泡発生槽1にぶつけるもの、などが挙げられる。   In the above description, the striking device 2 that uses fluctuations in air pressure has been described. However, any device that provides striking force may be used. For example, a weight is attached to the tip of a spring, and the force that the spring extends is used. For example, the weight is applied to the bubble generation tank 1 and the weight is rotated to apply the weight to the bubble generation tank 1.

また、気泡発生槽1の長さ方向に垂直な断面形状は四角である必要はなく、三角、六角、八角、円形、楕円形など何でもよい。六角や円形などにすると、打撃装置2あるいは打撃部位を増やすこともでき、より小さい微小気泡を得ることができる。   The cross-sectional shape perpendicular to the length direction of the bubble generating tank 1 does not have to be a square, and may be anything such as a triangle, hexagon, octagon, circle, or ellipse. If it is made hexagonal or circular, the striking device 2 or the striking site can be increased, and smaller microbubbles can be obtained.

以上のように、本実施の形態によれば、固体(気泡発生槽1)と接触するように液体を保持し、液体中に気泡を存在させた状態で、固体を破壊しない程度の打撃を固体に与えることにより気泡を微小化している。具体的には、気泡を含む液体を内部に有する容器(気泡発生槽1)と、容器の器壁(気泡発生槽1の槽壁)の一部を、器壁(槽壁)を破壊しない程度に打撃する打撃手段2とを備えた。したがって、上述した気体と液体の気液界面に超音波を付与することによって微小気泡を生成させる従来技術では、定在波の主に腹の部分でしか微小化できないので効率が悪いのに比べて、本実施の形態では、槽壁1aと1b間の距離を短くすることにより、槽壁1aと1b間の全ての領域で気泡を微小化することができるので、液体の容積を有効に利用して気泡を効率的に微小化することができ、微小気泡を高密度に含有する液体を得ることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the liquid is held so as to be in contact with the solid (bubble generating tank 1), and the solid is blown to the extent that the solid is not destroyed in the state where the bubbles are present in the liquid. Air bubbles are miniaturized by giving to. Specifically, the container (bubble generating tank 1) having a liquid containing bubbles inside and a part of the container wall (tank wall of the bubble generating tank 1) of the container so as not to destroy the container wall (tank wall). And a striking means 2 for striking. Therefore, the conventional technology that generates microbubbles by applying ultrasonic waves to the gas-liquid interface between the gas and the liquid described above is less efficient because it can be miniaturized only in the abdominal part of the standing wave. In the present embodiment, by shortening the distance between the tank walls 1a and 1b, the bubbles can be miniaturized in the entire area between the tank walls 1a and 1b. Thus, the bubbles can be efficiently miniaturized, and a liquid containing the microbubbles at a high density can be obtained.

実施の形態2.
実施の形態1では、気泡発生槽1を、その長さ方向と幅方向を含む面(槽壁1a,1bの少なくとも内面)、すなわち図1の紙面に直交する面(槽壁)が重力ベクトルに対して傾くように設置し、長さ方向と幅方向を含む槽壁1a,1bの内の上側の槽壁1a(内部の液体に被さる側に傾いた槽壁1a)を打撃したが、図5に要部を示すように、下側の槽壁1b(内部の液体を受け止める側に傾いた槽壁1b)を打撃してもよい。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the bubble generation tank 1 has a gravity vector whose plane (at least the inner surfaces of the tank walls 1a and 1b) including the length direction and the width direction, that is, a plane (tank wall) orthogonal to the paper surface of FIG. It was installed so as to be inclined, and the upper tank wall 1a (tank wall 1a inclined to the side covered with the liquid inside) of the tank walls 1a and 1b including the length direction and the width direction was hit. The lower tank wall 1b (the tank wall 1b inclined to the side for receiving the liquid inside) may be hit as shown in FIG.

この場合には、打撃のエネルギーが、水を介して気泡8に伝わるため、水の厚さは薄い方が、すなわち上側の槽壁1aと下側の槽壁1b間の距離は短い方が、気泡は小さくなる。また、その場合、打撃部2aや槽壁の構造および材質に依存するが、気泡の位置が、打撃側の槽壁1bから遠いほど、生じる気泡は大きくなる。その結果、気泡発生槽1から出ていく気泡径に分布が生じる。   In this case, since the energy of impact is transmitted to the bubbles 8 through water, the thinner the water, that is, the shorter the distance between the upper tank wall 1a and the lower tank wall 1b, Bubbles become smaller. Moreover, in that case, although depending on the structure and material of the hitting portion 2a and the tank wall, the larger the position of the bubble is from the tank wall 1b on the hit side, the larger the generated bubble. As a result, a distribution occurs in the bubble diameter exiting from the bubble generation tank 1.

すなわち、均一な大きさの気泡を得たい場合には、傾けた気泡発生槽1の上側の槽壁1aすなわちステンレス管3から導入した微小化の元になる気泡8が接し易い側を打撃した方が良いが、様々な大きさの気泡を同時に得たい場合には、下側の槽壁1bを打撃するのが良い。   That is, when it is desired to obtain bubbles having a uniform size, the tank wall 1a on the upper side of the inclined bubble generation tank 1, that is, the side where the bubbles 8 that are introduced from the stainless steel tube 3 are easily contacted is hit. However, if it is desired to obtain bubbles of various sizes at the same time, it is better to strike the lower tank wall 1b.

なお、このような気泡の大きさの分布を得るためには、気泡発生槽1の長さ方向と幅方向を含む面(槽壁1a,1bの少なくとも内面)が重力ベクトルと平行になるように設置し、気泡発生槽1に導入した気泡が、気泡発生槽1中でなるべくまんべんなく分布するようにしてもよい。この場合には、槽壁1a,1bのいずれか一方を打撃すると、気泡の大きさの分布幅が大きくなり、槽壁1a,1bの両方を打撃すると、気泡の大きさの分布幅は狭いが微小化された気泡の割合が多くなる。
なお、様々な大きさの気泡を同時に得るのが望ましい場合とは、例えば、微小気泡含有水を脱脂洗浄に用いる場合などがあるが、これについては後述する。
In order to obtain such bubble size distribution, the plane including the length direction and the width direction of the bubble generation tank 1 (at least the inner surfaces of the tank walls 1a and 1b) is parallel to the gravity vector. The bubbles installed and introduced into the bubble generation tank 1 may be distributed as evenly as possible in the bubble generation tank 1. In this case, if one of the tank walls 1a and 1b is hit, the distribution width of the bubble size increases, and if both the tank walls 1a and 1b are hit, the distribution width of the bubble size is narrow. The ratio of micronized bubbles increases.
The case where it is desirable to obtain bubbles of various sizes at the same time includes, for example, the case where water containing fine bubbles is used for degreasing, and this will be described later.

実施の形態3.
上記各実施の形態では、気泡発生槽1への気泡の導入に、気体供給管3と気体ポンプ4を用いたが、一般的にマイクロバブラーとか微小気泡発生装置と呼ばれる装置を用いてもよい。このような装置の主なものとして、微小な孔が集合したものから気体を放出させるもの、たとえば、ガラスフィルターと呼ばれるガラス粉の焼結体、同様なセラミックや金属の焼結体、細管を束ねたもの、金属板やプラスチックフィルム等に微小な孔を複数開けたものなどがある。また別の方式として、激しい乱流を起こしてそこに気体を引き込むもの、たとえば、エジェクターとかダイナミックミキサ、エンペラー撹拌などと呼ばれるものがある。さらに、一旦高圧や低温で気体を液体に溶解し、その後低圧や高温にして気体を気泡にするものがある。さらにまた、上記のいずれか複数を組み合わせたものなどがある。
Embodiment 3 FIG.
In each of the above-described embodiments, the gas supply pipe 3 and the gas pump 4 are used to introduce the bubbles into the bubble generation tank 1, but a device generally called a microbubbler or a microbubble generator may be used. The main devices of this type are those that release gas from a collection of microscopic holes, such as glass powder sintered bodies called glass filters, similar ceramic or metal sintered bodies, and bundles of thin tubes. Or a metal plate or plastic film having a plurality of minute holes. As another method, there is a method in which intense turbulence is caused and gas is drawn into the device, for example, an ejector, a dynamic mixer, or an impeller agitation. Further, there is a type in which a gas is once dissolved in a liquid at high pressure or low temperature, and then the gas is changed to low pressure or high temperature to make the gas bubbles. Furthermore, there is a combination of any of the above.

以下、エジェクターを用いて、微小気泡含有水を生成する実施の形態について、図6を基に説明する。エジェクター10とは、管中に細いくびれの部分を作り、一方から高圧水を導入すると、くびれの部分が低圧になる現象を利用したものであり、低圧部(くびれ部分)に気体導入口を設ける(気体供給管3を接続する)と、気体が液中に巻き込まれる。巻き込まれた部分は激しい乱流となるため、気体は引きちぎられ比較的微小な気泡が発生するものである。アスピレーターと呼ばれるものもこの原理を用いている。エジェクターを用いる場合には、動力源として水用のポンプ6だけでよい、すなわち気体用ポンプが不要というメリットがある。   Hereinafter, an embodiment for generating water containing fine bubbles using an ejector will be described with reference to FIG. The ejector 10 uses a phenomenon in which a constricted portion is formed in a pipe, and when high-pressure water is introduced from one side, the constricted portion becomes a low pressure, and a gas inlet is provided in the low-pressure portion (constricted portion). When the gas supply pipe 3 is connected, the gas is caught in the liquid. Since the entrained portion becomes a violent turbulent flow, the gas is torn off and relatively small bubbles are generated. The so-called aspirator also uses this principle. When an ejector is used, there is a merit that only a water pump 6 is required as a power source, that is, a gas pump is unnecessary.

以下、具体的な実験例について述べる。水流量を10L/分とした場合、空気は6L/分吸い込まれた。水量、空気量共に実施の形態1で示した実験例に比べて非常に多くなっているので、気泡発生槽1や打撃部2aも大きくする必要がある。そこで、気泡発生槽1内側(内面)の幅50mm、厚さ10mm、長さ1000mmとし、槽壁は例えば透明アクリル製で厚さが10mmとした。打撃力は実施の形態1の場合より10倍程度に大きくした。打撃面積も10倍程度大きくし、また、打撃頻度も10回/秒程度とした。その他の条件は実施の形態1の実験例1の場合と同じにした。
これにより、エジェクター10から導入した直後の気泡8径は0.5mm程度のものが多かったが、微小気泡含有水出口9から出てくる気泡は、30μm程度のものがほとんどであったが、10μm以下のものも多く含まれていた。
Hereinafter, specific experimental examples will be described. When the water flow rate was 10 L / min, air was sucked in at 6 L / min. Since both the amount of water and the amount of air are much larger than those in the experimental example shown in the first embodiment, it is necessary to enlarge the bubble generating tank 1 and the striking portion 2a. Therefore, the inner side (inner surface) of the bubble generation tank 1 has a width of 50 mm, a thickness of 10 mm, and a length of 1000 mm, and the tank wall is made of, for example, transparent acrylic and has a thickness of 10 mm. The striking force was increased to about 10 times that of the first embodiment. The striking area was also increased about 10 times, and the striking frequency was also about 10 times / second. Other conditions were the same as those in Experimental Example 1 of the first embodiment.
As a result, the diameter of the bubbles 8 immediately after being introduced from the ejector 10 was mostly about 0.5 mm, but most of the bubbles emerging from the microbubble-containing water outlet 9 were about 30 μm, but 10 μm Many of the following were also included:

なお、図6は模式図であり、気泡発生槽1、打撃部2a、気体供給管3、液体供給管5混合槽7、気泡8、微小気泡含有水出口9、エジェクター10等の寸法の比例関係は実寸とは異なる。   FIG. 6 is a schematic diagram, and the proportional relationship of dimensions of the bubble generation tank 1, the striking part 2a, the gas supply pipe 3, the liquid supply pipe 5, the mixing tank 7, the bubbles 8, the microbubble-containing water outlet 9, the ejector 10, and the like. Is different from the actual size.

なお、例えば実施の形態1の実験例2のように、気泡発生槽1の長さ方向に平行な4面(4つの槽壁)にそれぞれ打撃装置2を設置したり、実施の形態2のように、下側の槽壁1b(内部の液体を受け留める側に傾いた槽壁1b)を打撃するというように、打撃頻度を変えたり、水流量を変えると、出てくる気泡径の分布も変化した。これは、実施の形態1および2で説明したのと同様である。   For example, as in Experimental example 2 of the first embodiment, the impact device 2 is installed on each of four surfaces (four tank walls) parallel to the length direction of the bubble generating tank 1, or as in the second embodiment. In addition, when the striking frequency is changed or the water flow rate is changed, for example, the lower tank wall 1b (tank wall 1b inclined to catch the liquid inside) is hit, the distribution of the diameter of the bubbles that come out changed. This is the same as described in the first and second embodiments.

なお、本実施の形態の場合は、図2の微小気泡発生プロセスの流れを示す図の気泡発生工程102が気液混合工程に置き換わる。   In the case of the present embodiment, the bubble generation step 102 shown in the flow chart of the microbubble generation process in FIG. 2 is replaced with a gas-liquid mixing step.

実施の形態4.
図7は本発明の実施の形態4による気泡発生装置および気泡発生方法を説明するための図であり、より具体的には、気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。
上記各実施の形態では、気泡発生槽1の槽壁内面(気泡を含む液体を内部に有する容器の器壁内面)は何の加工も施さず、平板状の透明アクリルのままであった。これに対して、本実施の形態では、気泡発生槽1の液体と接触する槽壁内面の少なくとも一部を疎水性としている。図7において、11は内面を疎水性とした槽壁である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining a bubble generation device and a bubble generation method according to Embodiment 4 of the present invention. More specifically, FIG. 7 schematically shows a configuration of a main part of the bubble generation device.
In each of the above-described embodiments, the tank wall inner surface of the bubble generation tank 1 (the inner wall surface of the container having a liquid containing bubbles) is not subjected to any processing and remains a flat transparent acrylic. In contrast, in the present embodiment, at least a part of the inner surface of the tank wall that comes into contact with the liquid in the bubble generating tank 1 is made hydrophobic. In FIG. 7, 11 is a tank wall whose inner surface is hydrophobic.

このように、気泡発生槽1の内側の少なくとも一部を疎水性とすることにより、導入した気泡や微小化した気泡が疎水性部分に付着し易いため、気泡が気泡発生槽1内に留まる時間が長くなる。さらに、気泡が槽壁に付着すると、打撃エネルギーをより多く受けることができる。その結果、疎水性にしない場合に比べてより微小な気泡を得ることができる。特に、気泡導入量が少ない場合には、顕著な効果が得られた。   As described above, since at least a part of the inside of the bubble generation tank 1 is made hydrophobic, the introduced bubbles and the micronized bubbles are likely to adhere to the hydrophobic portion. Becomes longer. Further, when the bubbles adhere to the tank wall, more impact energy can be received. As a result, finer bubbles can be obtained compared to the case where the hydrophobicity is not used. In particular, when the amount of introduced bubbles was small, a remarkable effect was obtained.

槽壁内面を疎水性にする方法として、フッ素樹脂やポリエチレンなどの疎水性の材質で槽壁を作ったり槽壁内面をおおったり、グリースなどの疎水性物質を槽壁内面に塗ったり、槽壁を構成するガラスや金属などの内面表面に疎水性基をもつ吸着材、例えば、シラン剤や、アルキルチオールなどのチオール基を持つ物質、を化学吸着させたり物理吸着させたりすることで達成できた。   To make the inner surface of the tank hydrophobic, the tank wall is made of a hydrophobic material such as fluororesin or polyethylene, the inner surface of the tank wall is covered, or a hydrophobic substance such as grease is applied to the inner surface of the tank wall. This can be achieved by chemical adsorption or physical adsorption of an adsorbent having a hydrophobic group on the inner surface of the glass or metal that constitutes the material, for example, a silane agent or a substance having a thiol group such as alkylthiol. .

なお、気泡発生槽1の内面を全て疎水性にしてもよいが、一部のみを疎水性にした場合にもで効果があった。
例えば、図7に示したように、直方体形状の気泡発生槽1を、その長さ方向と幅方向を含む面(槽壁1a,1b)、すなわち図7の紙面に直交する面(槽壁)が重力ベクトルに対して傾くように設置した場合、内部の液体に被さる側に傾いている槽壁1aの液体と接触する内面は導入した気泡や微小化した気泡が付着し易く、少なくともこの部分を疎水性にすることによりさらに気泡が付着し易くなるので、この部分に打撃を与えることにより、効率的に気泡を微細化することができて好ましい。
また、気泡発生槽1の出口付近は親水性の方が、発生した気泡がスムーズに出ていく効果があった。
また、気泡発生槽1の内側全面、あるいは図7の内部の液体に被さる側に傾いている槽壁1a内面の全面をまだらに疎水性にしても、気泡がつきすぎてうまく流れなくなるのを防止する効果があった。
Although the inner surface of the bubble generating tank 1 may be made entirely hydrophobic, it is effective even when only a part is made hydrophobic.
For example, as shown in FIG. 7, a rectangular parallelepiped bubble generating tank 1 is provided with planes (tank walls 1a, 1b) including the length direction and the width direction, that is, planes (tank walls) orthogonal to the paper surface of FIG. Is installed so as to be inclined with respect to the gravity vector, the inner surface of the tank wall 1a which is inclined to the side covered with the liquid inside is liable to be attached to the introduced bubbles or micronized bubbles. By making hydrophobic, it becomes easier for the bubbles to adhere. Therefore, it is preferable that the bubbles can be efficiently refined by hitting this portion.
In addition, the hydrophilicity in the vicinity of the outlet of the bubble generating tank 1 has an effect of smoothly generating the generated bubbles.
Further, even if the entire inner surface of the bubble generating tank 1 or the entire inner surface of the tank wall 1a inclined toward the liquid-covered side in FIG. There was an effect to.

実施の形態5.
上記実施の形態4では、液体と接触する槽壁内面の少なくとも一部が疎水性である場合について示したが、液体と接触する槽壁内面の少なくとも一部に凹凸を有する場合にも同様の効果が得られる。
凹凸の具体例として、図8は突起12を設けた場合、図9は溝13を設けた場合、図10は階段状突出部14を設けた場合をそれぞれ示している。図9の溝13および図10の階段状突出部14は、ヤスリや紙ヤスリなどで槽壁を擦ることにより形成した。また、図8の突起12は、直径0.1mm、長さ0.5mmの多数の円柱状微小ポリスチレンを槽へ接着することにより形成した。
Embodiment 5 FIG.
In the fourth embodiment, the case where at least a part of the inner surface of the tank wall in contact with the liquid is hydrophobic is shown, but the same effect can be obtained when at least a part of the inner surface of the tank wall in contact with the liquid has irregularities. Is obtained.
As specific examples of the unevenness, FIG. 8 shows a case where the protrusion 12 is provided, FIG. 9 shows a case where the groove 13 is provided, and FIG. 10 shows a case where the stepped protrusion 14 is provided. The groove 13 in FIG. 9 and the stepped protrusion 14 in FIG. 10 were formed by rubbing the tank wall with a file or a paper file. Further, the protrusion 12 in FIG. 8 was formed by adhering a large number of cylindrical micropolystyrenes having a diameter of 0.1 mm and a length of 0.5 mm to the tank.

これらの凹凸はいずれも、導入した気泡が付着しやすいものであり、上記実施の形態4で説明した内面を疎水性とした槽壁と同様に気泡の微小化に十分効果があった。特に、図10に示すように階段状突出部14を設けた場合には、隣り合う階段状突出部14間の溝に打撃エネルギーが集中するためか、図8や図9に示した場合に比べて発生した気泡が小さくなった。   All of these irregularities are those to which the introduced bubbles are likely to adhere, and were sufficiently effective in miniaturizing the bubbles in the same manner as the tank wall in which the inner surface described in the fourth embodiment was made hydrophobic. In particular, when the stepped protrusion 14 is provided as shown in FIG. 10, the impact energy is concentrated in the groove between the adjacent stepped protrusions 14, or compared to the case shown in FIGS. 8 and 9. The generated bubbles became smaller.

なお、気泡発生槽1の内側全てに凹凸を有するようにしてもよいが、上記実施の形態4の場合と同様に、一部のみに凹凸を有するようにした場合にも効果があった。   In addition, although you may make it have an unevenness | corrugation in all the insides of the bubble generation tank 1, it was effective also when it was made to have an unevenness | corrugation only in a part like the case of the said Embodiment 4. FIG.

実施の形態6.
図11は本発明の実施の形態6による気泡発生装置および気泡発生方法を説明するための図であり、より具体的には、気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。図11(a)は横断面図、(b)は縦断面図である。
上記各実施の形態では主に気泡発生槽1(気泡を含む液体を内部に有する容器)が直方体形状である場合について説明したが、本実施の形態では、気泡発生槽1は2重円筒形状を有している。気泡を含有する液体(気泡含有水)は外側円筒(外側の円筒状槽壁)110と内側円筒(内側の円筒状槽壁)120間を流通する。また、内側円筒120のさらに内側には、打撃装置2が配置されている。打撃装置2としては、例えば圧縮空気駆動式のものが用いられ、圧縮空気流通路2bを有する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 11 is a diagram for explaining a bubble generation device and a bubble generation method according to Embodiment 6 of the present invention. More specifically, FIG. 11 schematically shows a configuration of a main part of the bubble generation device. FIG. 11A is a transverse sectional view, and FIG. 11B is a longitudinal sectional view.
In each of the above embodiments, the case where the bubble generation tank 1 (container having a liquid containing bubbles) has a rectangular parallelepiped shape has been mainly described. However, in the present embodiment, the bubble generation tank 1 has a double cylindrical shape. Have. A liquid containing bubbles (bubble-containing water) flows between the outer cylinder (outer cylindrical tank wall) 110 and the inner cylinder (inner cylindrical tank wall) 120. Further, the impact device 2 is disposed further inside the inner cylinder 120. As the striking device 2, for example, a compressed air drive type is used, and it has a compressed air flow passage 2b.

このような構成により、内外2つの円筒1a,1b間を流れる気泡含有水全体に打撃エネルギーを与えることが簡単にできた。その結果、多数の微小気泡を容易に得ることができた。   With such a configuration, it was possible to easily give impact energy to the entire bubble-containing water flowing between the inner and outer cylinders 1a and 1b. As a result, a large number of microbubbles could be easily obtained.

なお、図11では、液体(気泡含有水)は外側円筒(外側の円筒状槽壁)110と内側円筒(内側の円筒状槽壁)120間を流通し、打撃装置2を内側円筒120のさらに内側に配置して内側円筒120(内側の円筒状槽壁)を打撃するように構成したが、図12に示すように、液体(気泡含有水)は内側円筒(内側の円筒状槽壁)120の内側を流通し、打撃装置2を外側円筒(外側の円筒状槽壁)110と内側円筒(内側の円筒状槽壁)120間に配置して内側円筒120(内側の円筒状槽壁)を打撃するように構成してもよく、同様の効果が得られる。   In FIG. 11, the liquid (bubble-containing water) flows between the outer cylinder (outer cylindrical tank wall) 110 and the inner cylinder (inner cylindrical tank wall) 120, and the impact device 2 is further connected to the inner cylinder 120. The inner cylinder 120 (inner cylindrical tank wall) is arranged to hit the inner cylinder, and as shown in FIG. The impact device 2 is disposed between the outer cylinder (outer cylindrical tank wall) 110 and the inner cylinder (inner cylindrical tank wall) 120, and the inner cylinder 120 (inner cylindrical tank wall) is disposed. You may comprise so that it may hit, and the same effect is acquired.

実施の形態7.
図13は本発明の実施の形態7による気泡発生装置および気泡発生方法を説明するための図であり、より具体的には、気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。
本実施の形態では、例えば、図13に示すような圧縮空気駆動の打撃装置2を、気密にされた例えば金属製の箱21などに挿入し、この箱21を、気泡を含む液体(気泡含有水)が底部から流入する気泡発生槽1の中(気泡含有水中)に挿入した。
この箱21の壁を内部から打撃することによって、微小気泡が多数得られた。なお、気泡含有水は気泡含有水供給管20によって気泡発生槽1内に供給される。
また、打撃装置2が内部に挿入された箱21は例えば気泡発生槽1に固定された支持体22によって、気泡発生槽1の所定の位置に保持されている。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 13 is a diagram for explaining a bubble generation device and a bubble generation method according to Embodiment 7 of the present invention. More specifically, FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of the bubble generation device.
In the present embodiment, for example, a compressed air driven striking device 2 as shown in FIG. 13 is inserted into a hermetically sealed metal box 21 or the like, and the box 21 is a liquid containing bubbles (containing bubbles). Water) was inserted into the bubble generation tank 1 (bubble-containing water) flowing in from the bottom.
Many fine bubbles were obtained by hitting the wall of the box 21 from the inside. The bubble-containing water is supplied into the bubble generation tank 1 through the bubble-containing water supply pipe 20.
Further, the box 21 in which the striking device 2 is inserted is held at a predetermined position of the bubble generating tank 1 by, for example, a support 22 fixed to the bubble generating tank 1.

なお、本実施の形態では、気泡発生槽1と箱21とにより、気泡を含む液体を内部に有する容器を構成しており、箱21の壁は容器の器壁に相当する。   In the present embodiment, the bubble generation tank 1 and the box 21 constitute a container having a liquid containing bubbles therein, and the wall of the box 21 corresponds to the container wall of the container.

このように、本実施の形態によれば、気泡含有水を保有する気泡発生槽1に、打撃装置2が内部に挿入された箱21を挿入することにより、非常に簡便に、微小気泡を発生させることができるという効果がある。   As described above, according to the present embodiment, microbubbles are generated very simply by inserting the box 21 in which the striking device 2 is inserted into the bubble generating tank 1 holding the bubble-containing water. There is an effect that can be made.

もちろん、箱21中に液体が侵入しても、打撃による気泡の微小化は起こるので、箱21は機密であることは絶対条件ではない。ただし、箱21内部の液体により、打撃力が弱まる可能性や打撃装置2が壊れやすくなる可能性がある。また、箱21の一部を水面から上に出しておけば、必ずしも箱21を気密にする必要はなく、箱21の水面から出ている部分は開放されていてもよい。   Of course, even if a liquid enters the box 21, bubbles are miniaturized due to the impact, so it is not an absolute requirement that the box 21 be confidential. However, the liquid inside the box 21 may weaken the striking force and may damage the striking device 2. Further, if a part of the box 21 is put out from the water surface, the box 21 does not necessarily need to be airtight, and the part of the box 21 protruding from the water surface may be opened.

なお、図14に示すように、打撃装置2が挿入された箱21と、例えば微小な孔の開いたガラスフィルター等からなる気泡供給装置24とを一体化することによって、打撃装置2が挿入された箱21と気泡供給装置24とを一度に気泡含有水中に挿入することができ、より簡便に微小気泡を発生させることができる。   As shown in FIG. 14, the batting device 2 is inserted by integrating the box 21 in which the batting device 2 is inserted with a bubble supply device 24 made of, for example, a glass filter with a small hole. The box 21 and the bubble supply device 24 can be inserted into the bubble-containing water at a time, and microbubbles can be generated more easily.

実施の形態8.
図15は本発明の実施の形態8による気泡発生装置および気泡発生方法を説明するための図であり、より具体的には、気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図である。
上記実施の形態1〜6では、気泡は気泡発生槽1の液体導入口またはその近傍から導入した。これに対して、本実施の形態では、打撃装置2によって打撃される器壁部に相当する槽壁1a(例えば、図1に示したように、直方体形状の気泡発生槽1を、その長さ方向と幅方向を含む面が重力ベクトルに対して傾くように設置した場合、内部の液体に被さる側に傾いている槽壁1a)に複数の孔25を設け、気体供給路26から供給された気体(例えば空気)を孔25から気泡として気泡発生槽1内部の液体(例えば水)中に放出するようにしている。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 15 is a view for explaining a bubble generation device and a bubble generation method according to Embodiment 8 of the present invention. More specifically, FIG. 15 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a main part of the bubble generation device. is there.
In the said Embodiment 1-6, the bubble was introduce | transduced from the liquid inlet of the bubble generation tank 1, or its vicinity. On the other hand, in the present embodiment, the tank wall 1a corresponding to the instrument wall portion struck by the striking device 2 (for example, as shown in FIG. When the plane including the direction and the width direction is installed so as to be inclined with respect to the gravity vector, a plurality of holes 25 are provided in the tank wall 1a) inclined to the side covering the liquid inside and supplied from the gas supply path 26. A gas (for example, air) is discharged as a bubble from the hole 25 into a liquid (for example, water) inside the bubble generation tank 1.

このような構成とすることにより、打撃装置2によって打撃される器壁部である槽壁1aに気泡をより効率的に付着させることができ、より微小な気泡を多数得ることができた。   By adopting such a configuration, it was possible to more efficiently attach bubbles to the tank wall 1a, which is a vessel wall hit by the hitting device 2, and to obtain a larger number of finer bubbles.

なお、図15に示すように、気泡を放出するようにした槽壁1aを打撃するように構成してもよいし、図16に示すように、気泡を放出するようにした槽壁1aと対向配置された槽壁1bを打撃するように構成してもよい。また、複数の孔25を持つ槽壁1aの形成方法としては、金属やプラスチックやガラスなどの固体にドリルやレーザー光などで孔を開けてもよいし、ガラス粒子や金属粒子やセラミック粒子を固めて小さい孔を形成した固体を槽壁1aに用いてもよい。槽壁1aは固いことが望ましいが、柔らかいシートでも気泡は微小化された。   As shown in FIG. 15, it may be configured to strike the tank wall 1 a that discharges bubbles, or as opposed to the tank wall 1 a that discharges bubbles as shown in FIG. 16. You may comprise so that the tank wall 1b arrange | positioned may be hit. In addition, as a method of forming the tank wall 1a having a plurality of holes 25, holes may be formed in a solid such as metal, plastic or glass with a drill or a laser beam, or glass particles, metal particles or ceramic particles are solidified. Alternatively, a solid in which small holes are formed may be used for the tank wall 1a. It is desirable that the tank wall 1a is hard, but bubbles were miniaturized even in a soft sheet.

実施の形態9.
図17は本発明の実施の形態9による気泡発生装置および気泡発生方法を説明するための図であり、より具体的には、気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図である。
上記実施の形態1〜5では、槽壁1aを傾けて、供給される気泡が槽壁1aに接しやすくなるようにした。これに対して、本実施の形態では、より効率的に気泡を槽壁1aに接するようにするために、気泡を含む液体を噴流にして槽壁にぶつけるようにしている。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 17 is a diagram for explaining a bubble generation device and a bubble generation method according to Embodiment 9 of the present invention. More specifically, FIG. 17 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a main part of the bubble generation device. is there.
In the said Embodiment 1-5, the tank wall 1a was inclined so that the bubble supplied might become easy to contact the tank wall 1a. On the other hand, in the present embodiment, in order to make the bubbles come into contact with the tank wall 1a more efficiently, the liquid containing the bubbles is jetted to hit the tank wall.

より具体的には、図17に示すように、たとえば、エジェクター10では気泡含有水の噴流が発生するので、これを打撃装置2が設置された槽壁1aにぶつけたところ、図6に示したように気泡発生槽1の底面から供給した場合に比べて、より小さい気泡が発生した。   More specifically, as shown in FIG. 17, for example, a jet of water containing bubbles is generated in the ejector 10, and when this is struck against the tank wall 1 a where the impact device 2 is installed, it is shown in FIG. 6. As compared with the case where the bubbles were supplied from the bottom surface of the bubble generation tank 1, smaller bubbles were generated.

なお、上記では気泡含有水の噴流を発生させるのにエジェクター10を用いたが、これに限るものではないのは言うまでもない。   In the above description, the ejector 10 is used to generate the jet of bubble-containing water, but it is needless to say that the present invention is not limited to this.

実施の形態10.
器壁の打撃による気泡の微小化において、より微小な気泡を得るためには、供給する気泡もより小さい方が良い。
そこで、本発明の発明者らが鋭意研究した結果、これまでに最も小さい気泡が得られた気泡供給装置について述べる。
実施の形態3では、マイクロバブラーとか微小気泡発生装置と呼ばれる装置の例として、ガラスフィルターなど、微小な孔が集合したものから気体を放出させるものを用いることができると述べたが、孔から液体に気体を出して、気泡を発生する場合、孔径よりも直径の大きい気泡が発生する。放出される気泡は、孔の周りにまずドームを作り、それが風船のように膨らみ、最後に浮上する。この風船状の気泡をここでは、風船気泡と呼ぶことにする。液体や孔が静止状態であれば、風船気泡は、孔との接合力が浮力より小さい場合に、気泡として液体中を浮上する。
Embodiment 10 FIG.
In order to obtain finer bubbles in the miniaturization of bubbles by hitting the vessel wall, it is preferable that the supplied bubbles are smaller.
Therefore, as a result of intensive studies by the inventors of the present invention, a bubble supply device that has obtained the smallest bubbles so far will be described.
In the third embodiment, as an example of a device called a microbubbler or a microbubble generator, a device that discharges gas from a collection of micropores such as a glass filter can be used. When a gas is discharged to generate bubbles, bubbles having a diameter larger than the hole diameter are generated. The released bubbles first create a dome around the hole, which swells like a balloon and finally rises. This balloon-like bubble is referred to as a balloon bubble here. If the liquid or the hole is stationary, the balloon bubble rises as a bubble in the liquid when the bonding force with the hole is smaller than the buoyancy.

われわれの実験によれば、接合力は、孔周りの材質や形状、液体の性質に依存していることが分かった。すなわち、より小さい気泡を作るための条件として、液体に水を用いる場合には、孔周りの材質は水との親和性の弱い疎水性よりは親水性の材質が良い。すなわち、フッ素樹脂やポリプロピレンなどよりも、ガラスや金属が良い。もちろん親水化処理をしたプラスチックも良い。孔の大きさは、小さいほど良い。
液体については、表面張力が小さいほどよいが、それほど影響を受けない。ところが、これらよりももっと大きく影響を与えるものが、孔と液体の相対的な動きである。すなわち、これらの動きによる力と浮力の合成力が、気体と孔周りとの接合力に勝った場合に、気体は液体中に気泡として放出される。浮力は基本的には気泡が大きいほど大きくなるため、浮力だけで気泡になるためには、孔径よりも大きな気泡である必要があるが、他の力が加わった場合には、より小さい気泡が発生するのである。
According to our experiments, it was found that the bonding force depends on the material and shape around the hole and the properties of the liquid. That is, as a condition for forming smaller bubbles, when water is used as the liquid, the material around the hole is preferably a hydrophilic material rather than a hydrophobic material having a weak affinity for water. That is, glass or metal is better than fluororesin or polypropylene. Of course, plastics that have been hydrophilized are also acceptable. The smaller the hole size, the better.
For liquids, the smaller the surface tension, the better, but not much affected. However, it is the relative movement of the pores and the liquid that has a greater effect than these. That is, when the combined force of force and buoyancy due to these movements exceeds the bonding force between the gas and the periphery of the hole, the gas is released into the liquid as bubbles. Since buoyancy basically increases as bubbles increase, in order to become bubbles only with buoyancy, it is necessary that the bubbles be larger than the hole diameter. However, when other forces are applied, smaller bubbles are generated. It occurs.

具体的な気泡供給装置の例として、図18に縦断面図を示すように、円管27内に円管27の内径より2mm外径が小さい円筒状のガラスフィルター(小さいガラス粒子を熱で押し固めて小さい孔を形成したもの)28を挿入し、ガラスフィルター28の周りに(円管27とガラスフィルター28の間に)1mm程度の水路を作り、ここに水を線流速5m/秒で流し、一方で、その水流中にガラスフィルター28を通して空気を0.5L/分で供給した。なお、円筒状のガラスフィルター28の両端には、気体が漏れるのを防止するために、例えばシリコーンゴムからなる端板29を配置した。   As a specific example of the bubble supply device, as shown in a longitudinal sectional view in FIG. 18, a cylindrical glass filter having a 2 mm outer diameter smaller than the inner diameter of the circular tube 27 (push small glass particles by heat). 28) is inserted, and a water channel of about 1 mm is formed around the glass filter 28 (between the circular tube 27 and the glass filter 28), and water is allowed to flow at a linear flow rate of 5 m / sec. On the other hand, air was supplied at 0.5 L / min through the glass filter 28 into the water stream. Note that end plates 29 made of, for example, silicone rubber were disposed at both ends of the cylindrical glass filter 28 in order to prevent gas from leaking.

この気泡供給装置を、水槽に設置したところ、直径20μm〜100μm程度の気泡が多数得られた。なお、水槽内の水にはヘキサンジオールを0.008mol/L含むようにした。
そこで、この気泡供給装置を図17のエジェクター10の代わりに設置し、槽壁1aを打撃したところ、直径5μm〜20μmの微小気泡が多数得られた。このときの気泡の様子を槽壁1bの方向からCCDカメラで撮影した写真を2mmのスケールとともに図19に示す。黒く見えているのが気泡である。
When this bubble supply device was installed in a water tank, many bubbles with a diameter of about 20 μm to 100 μm were obtained. The water in the water tank contained hexanediol at 0.008 mol / L.
Then, when this bubble supply apparatus was installed instead of the ejector 10 of FIG. 17 and the tank wall 1a was struck, many micro bubbles having a diameter of 5 μm to 20 μm were obtained. A photograph of the state of the bubbles at this time taken with a CCD camera from the direction of the tank wall 1b is shown in FIG. 19 together with a 2 mm scale. Bubbles appear black.

なお、上記では、気泡を放出する部材をガラスフィルター28としたが、ステンレス板やプラスチックの板に微小な孔を開けたもの、細管なども用いることができる。必要なことは、気泡が放出される方向とほぼ直角の方向に水流が存在することであり、またその水流は速いほど気泡は小さくなった。   In the above description, the member that discharges the bubbles is the glass filter 28, but a stainless plate or plastic plate with a minute hole or a thin tube can also be used. What is necessary is that the water flow exists in a direction substantially perpendicular to the direction in which the bubbles are released, and the faster the water flow, the smaller the bubbles.

水流を利用した気泡供給装置の別の構成として、図20に、ステンレス板で作った箱31に気体放出のための微小孔(気体放出孔)30をあけ、気体供給管3を接続した場合の縦断面図を示す。箱31は3個有り、直径100μm程度の気体放出孔30が多数設けられた面が水流通過用の所定の間隙(例えば1mm程度)をあけて対向するように固定部材32によって固定されている。水流は、図18の場合と同様に幅が1mm程度の間隙を、線流速5m/秒で通過した。これにより、図18のガラスフィルター28を用いた場合に比べて大きいけれども、直径50μm〜200μmの微小気泡を多数得た。
また、この気泡供給装置を図17のエジェクター10の代わりに設置し、槽壁1aを打撃したところ、直径5μm〜20μmの微小気泡が多数得られた。
As another configuration of the bubble supply device using the water flow, FIG. 20 shows a case where a microhole (gas discharge hole) 30 for gas discharge is opened in a box 31 made of a stainless steel plate and the gas supply pipe 3 is connected. A longitudinal sectional view is shown. There are three boxes 31, which are fixed by a fixing member 32 so that the surfaces on which a large number of gas discharge holes 30 having a diameter of about 100 μm are provided face each other with a predetermined gap (for example, about 1 mm) for water flow passage. The water flow passed through a gap having a width of about 1 mm at a linear flow velocity of 5 m / sec as in the case of FIG. Thereby, although it was large compared with the case where the glass filter 28 of FIG. 18 was used, many micro bubbles with a diameter of 50 μm to 200 μm were obtained.
Moreover, when this bubble supply apparatus was installed instead of the ejector 10 of FIG. 17 and the tank wall 1a was struck, many micro bubbles having a diameter of 5 μm to 20 μm were obtained.

なお、図18および図20に示したような水流を利用した気泡供給装置は、かならずしも槽壁を打撃して気泡を微小化する装置と組み合わせる必要はなく、そのままで微小気泡発生装置として用いることもできる。   Note that the bubble supply device using a water flow as shown in FIGS. 18 and 20 does not necessarily need to be combined with a device for micronizing bubbles by hitting the tank wall, and may be used as a microbubble generator as it is. it can.

実施の形態11.
これまでは、気泡の微小化について述べてきたが、以下では、このようにして得られた微小気泡(実施の形態10で述べた、水流を利用した気泡供給装置で槽壁を打撃しないで得られた気泡も含む)の利用方法について述べる。
まず、脱脂洗浄装置がある。気泡は油分との親和性が強く、気泡水流により洗浄できることは、既に本発明と同一出願人により出願された特願2003−077113号明細書中で述べた。ところで、被洗浄物には細かい傷などが存在し、その中に油分があると、そこに気泡が到達しにくく洗いにくい。ところが、本発明による気泡発生方法あるいは気泡発生装置により発生した微小気泡を含む液体(微小気泡含有水)を、被洗浄面にぶつけるようにしたところ、そのような傷中の油分も除去することができた。油分としては、石油類、潤滑油、機械油や食用油脂などが含まれる。例えば、食器洗浄機としても用いることができる。
Embodiment 11 FIG.
So far, the bubble miniaturization has been described, but in the following, the microbubbles thus obtained (obtained without hitting the tank wall with the bubble supply device using the water flow described in the tenth embodiment). (Including the generated bubbles) will be described.
First, there is a degreasing apparatus. It has been already described in Japanese Patent Application No. 2003-077113 filed by the same applicant as that of the present invention that the bubbles have a strong affinity with the oil and can be washed by a bubble water flow. By the way, there are fine scratches on the object to be cleaned, and if there is oil in it, it is difficult for bubbles to reach there and to be washed. However, when the liquid containing microbubbles (water containing microbubbles) generated by the bubble generating method or the bubble generating apparatus according to the present invention is made to strike the surface to be cleaned, the oil in such scratches can also be removed. did it. Oils include petroleums, lubricating oils, machine oils and edible fats and oils. For example, it can be used as a dishwasher.

気体の液体への溶解量は、一般的に、気体の圧力に依存するが、その気体の圧力と液体中の濃度の平衡状態に達するまでの時間は、気体と液体の界面面積に依存する。界面面積が大きいほど早く溶け好都合である。同じ気体総体積であれば、気泡の直径が小さいほど界面面積は大きくなる。そこで、本発明の気泡発生装置を用いて、気体を微小気泡とすれば、溶解速度を格段に速めることができる。さらには、微小気泡を含む水に1気圧以上の圧力を印加して溶解した場合、1気圧に戻しても過飽和状態を保ち、気泡が発生しない。これは、一般的に、過飽和状態から気泡が発生するためには、気泡核とよばれる微粒子等が必要なためである。   The amount of gas dissolved in a liquid generally depends on the pressure of the gas, but the time required to reach an equilibrium state between the pressure of the gas and the concentration in the liquid depends on the interface area between the gas and the liquid. The larger the interfacial area, the faster and more convenient it is to melt. If the total gas volume is the same, the interface area increases as the bubble diameter decreases. Therefore, if the gas is made into microbubbles using the bubble generator of the present invention, the dissolution rate can be significantly increased. Furthermore, when a pressure of 1 atm or higher is applied to water containing fine bubbles and dissolved, the supersaturated state is maintained even when the pressure is returned to 1 atm, and bubbles are not generated. This is because, in general, in order to generate bubbles from a supersaturated state, fine particles called bubble nuclei are required.

すなわち、本発明による気泡発生装置を用いることにより、気体の過飽和溶解水も容易に得ることができる。例えば、気体としてオゾンを用いた場合には、超高濃度オゾン水として、有機物の除去などに用いれば、これまでにない効率的な有機物洗浄装置になり得る。それは、有機物の除去速度は一般的にオゾン濃度に依存するからである。同様な理由でシリコンの高速酸化膜生成などにも用いることができる。
さらには、気体をメタンとし、微小気泡化して低温にすれば比較的容易にハイドレート化し、メタンの輸送や貯蔵に用いることができる。
That is, by using the bubble generating device according to the present invention, gaseous supersaturated dissolved water can be easily obtained. For example, when ozone is used as the gas, if it is used as ultra-high-concentration ozone water for removing organic substances, it can be an unprecedented efficient organic substance cleaning apparatus. This is because the organic removal rate generally depends on the ozone concentration. For the same reason, it can also be used for generating a high-speed silicon oxide film.
Furthermore, if methane is used as the gas and it is microbubbled to a low temperature, it can be hydrated relatively easily and used for transport and storage of methane.

また、微小気泡であると、浮上速度が非常に小さくなるため、実質的に高濃度に気体が溶解した水と見なすことができる。気体として酸素や空気を用いた場合には、水中生物の環境改善法にもなる。よって、水中生物の養殖、嫌気生物の除去などにも効果的に用いることができる。   Further, if the bubbles are microbubbles, the ascending speed is very small, so that it can be regarded as water in which gas is dissolved at a substantially high concentration. When oxygen or air is used as the gas, it is also a method for improving the environment of aquatic organisms. Therefore, it can be used effectively for aquaculture of aquatic organisms and removal of anaerobic organisms.

また、泡風呂としても有効である。この場合、気泡融合防止剤として、酢酸、エタノール、ロイシンなどのアミノ酸、塩化ナトリウムなど、生物由来の物質あるいは食品または食品添加物あるいは薬品として認許されている物質を用いるのが望ましい。   It is also effective as a bubble bath. In this case, it is desirable to use a biologically-derived substance or a substance approved as a food or food additive or medicine, such as an amino acid such as acetic acid, ethanol or leucine, sodium chloride, as the anti-bubble fusion agent.

これまで述べてきた気泡発生装置は、微小な気泡を発生させるために使われることを説明してきた。しかしながら、打撃のエネルギーをより軽微にすると、微小気泡が発生しなくとも、微小気泡の元になる気泡の気液界面が激しく振動する。これにより、気液界面の面積が大きくなることや拡散が速められることなどにより、気泡中の気体がより速く液体に溶解する。よって、これまで述べてきた全ての気泡発生装置において、微小気泡を発生させるという使い方以外に、必ずしも超微小気泡生成過程を経ないで気体を溶解させるという使い方も可能である。   It has been explained that the bubble generating device described so far is used to generate minute bubbles. However, if the impact energy is made lighter, the gas-liquid interface of the bubbles that are the basis of the microbubbles vibrates violently even if the microbubbles are not generated. As a result, the gas in the bubbles dissolves in the liquid more quickly, for example, by increasing the area of the gas-liquid interface or accelerating diffusion. Therefore, in all the bubble generating devices described so far, in addition to the method of generating microbubbles, it is possible to use the method of dissolving the gas without necessarily going through the process of generating microbubbles.

なお、上記全ての実施の形態において、気泡融合防止剤を添加したことにより、気泡の融合を防止できるので、微小気泡をより多数得ることができるという効果が認められるが、必ずしも添加する必要はない。添加しない場合には、生成される気泡径は大きくなるが、元の気泡に比べると、本発明による気泡発生方法あるいは気泡発生装置により、気泡は微小化される。   In all of the above-described embodiments, the addition of the bubble fusion inhibitor can prevent the bubbles from fusing, so that an effect that a larger number of microbubbles can be obtained is recognized, but it is not necessarily added. . When not added, the generated bubble diameter becomes large, but the bubble is made smaller by the bubble generation method or the bubble generation device according to the present invention as compared with the original bubble.

本発明の実施の形態1による気泡発生装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the bubble generator by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による微小気泡発生プロセスの流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the microbubble generation process by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係り、打撃後の気泡の様子をCCDカメラで撮影した写真を示す図である。It is a figure which concerns on Embodiment 1 of this invention and shows the photograph which image | photographed the mode of the bubble after hitting with the CCD camera. 本発明の実施の形態1に係り、打撃の瞬間の気泡の様子を超高速度ビデオカメラで撮影した写真を示す図である。It is a figure which concerns on Embodiment 1 of this invention and shows the photograph which image | photographed the mode of the bubble at the moment of impact with the ultra high-speed video camera. 本発明の実施の形態2による気泡発生装置の要部構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part structure of the bubble generator by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による気泡発生装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the bubble generator by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5による気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5による気泡発生装置の要部の別の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5による気泡発生装置の要部のさらに別の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6による気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6による気泡発生装置の要部の別の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7による気泡発生装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the bubble generator by Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態7による気泡発生装置の別の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another structure of the bubble generator by Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8による気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態8による気泡発生装置の要部の別の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態9による気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 9 of this invention. 本発明の実施の形態10による気泡発生装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 10 of this invention. 本発明の実施の形態10に係り、打撃後の気泡の様子をCCDカメラで撮影した写真を示す図である。It is a figure which concerns on Embodiment 10 of this invention and shows the photograph which image | photographed the mode of the bubble after hit | damaging with the CCD camera. 本発明の実施の形態10による気泡発生装置の要部の別の構成を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically another structure of the principal part of the bubble generator by Embodiment 10 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 気泡発生槽、1a,1b 槽壁、2 打撃装置、2a 打撃部、2b 圧縮空気流通路、3 気体供給管、4 気体ポンプ、5 液体供給管、6 液体ポンプ、7 混合槽、8 気泡、9 微小気泡含有水出口、10 エジェクター、11 内面を疎水性とした槽壁、12 突起、13 溝、14 階段状突出部、20 気泡含有液体供給管、21 箱、22 支持体、24 気泡供給装置、25 孔、26 気体供給路、28 ガラスフィルター、30 気体放出孔、31 箱、32 固定部材、110 外側円筒(外側の円筒状槽壁)、120 内側円筒(内側の円筒状槽壁)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bubble generation tank, 1a, 1b Tank wall, 2 Stroke device, 2a Stroke part, 2b Compressed air flow path, 3 Gas supply pipe, 4 Gas pump, 5 Liquid supply pipe, 6 Liquid pump, 7 Mixing tank, 8 Bubble, 9 Water outlet containing fine bubbles, 10 Ejector, 11 Tank wall with hydrophobic inner surface, 12 protrusions, 13 grooves, 14 stepped protrusions, 20 bubble-containing liquid supply pipe, 21 box, 22 support, 24 bubble supply device , 25 holes, 26 gas supply path, 28 glass filter, 30 gas discharge hole, 31 box, 32 fixing member, 110 outer cylinder (outer cylindrical tank wall), 120 inner cylinder (inner cylindrical tank wall).

Claims (8)

固体と接触するように液体を保持し、上記液体中に気泡を存在させた状態で、上記固体を破壊しない程度の打撃を上記固体に与えることを特徴とする気泡発生方法。 A method of generating bubbles, characterized in that the liquid is held so as to come into contact with the solid, and the solid is blown to the extent that the solid is not destroyed in a state where bubbles are present in the liquid. 液体として、親水基と疎水基を一つの分子に持つ物質を含有する水を用いることを特徴とする請求項1記載の気泡発生方法。 2. The bubble generation method according to claim 1, wherein water containing a substance having a hydrophilic group and a hydrophobic group in one molecule is used as the liquid. 気泡を含む液体を内部に有する容器と、上記容器の器壁の一部を、上記器壁を破壊しない程度に打撃する打撃手段とを備えたことを特徴とする気泡発生装置。 A bubble generating apparatus comprising: a container having a liquid containing bubbles therein; and striking means for striking a part of the container wall of the container to such an extent that the container wall is not destroyed. 容器は、重力ベクトルに対して液体に被さる側に5°以上90°以下傾いた器壁内面を備えていることを特徴とする請求項3記載の気泡発生装置。 4. The bubble generating device according to claim 3, wherein the container includes a vessel wall inner surface inclined at 5 ° or more and 90 ° or less on a side covering the liquid with respect to the gravity vector. 液体と接触する器壁内面の少なくとも一部が疎水性であることを特徴とする請求項3記載の気泡発生装置。 4. The bubble generating device according to claim 3, wherein at least a part of the inner surface of the vessel wall in contact with the liquid is hydrophobic. 液体と接触する器壁内面の少なくとも一部に凹凸を有することを特徴とする請求項3記載の気泡発生装置。 4. The bubble generating device according to claim 3, wherein at least part of the inner surface of the vessel wall that contacts the liquid has irregularities. 打撃手段によって打撃される器壁部に、容器内部の液体中に気体を放出する孔を設けたことを特徴とする請求項3記載の微小気泡発生装置。 4. The microbubble generator according to claim 3, wherein a hole for discharging a gas into the liquid inside the container is provided in the wall of the container hit by the hitting means. 液体として、親水基と疎水基を一つの分子に持つ物質を含有する水を用いることを特徴とする請求項3ないし7のいずれかに記載の微小気泡発生装置。 8. The microbubble generator according to claim 3, wherein water containing a substance having a hydrophilic group and a hydrophobic group in one molecule is used as the liquid.
JP2003377016A 2003-11-06 2003-11-06 Bubble generation method and bubble generator Pending JP2005138022A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003377016A JP2005138022A (en) 2003-11-06 2003-11-06 Bubble generation method and bubble generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003377016A JP2005138022A (en) 2003-11-06 2003-11-06 Bubble generation method and bubble generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005138022A true JP2005138022A (en) 2005-06-02

Family

ID=34687888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003377016A Pending JP2005138022A (en) 2003-11-06 2003-11-06 Bubble generation method and bubble generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005138022A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083160A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Toyota Motor Corp Ultrasonic dispersion method and ultrasonic dispersion apparatus
JP2007083108A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp Method and apparatus for treating liquid
JP2009172507A (en) * 2008-01-23 2009-08-06 Tohoku Univ Method of and apparatus for generating microbubbles
JP2010064021A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp Microbubble generator and method of generating microbubble
JP2015166055A (en) * 2014-03-04 2015-09-24 公立大学法人首都大学東京 Fine bubble generation plate
JP2017170285A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 公立大学法人首都大学東京 Minute bubble generation plate

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083108A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp Method and apparatus for treating liquid
JP2007083160A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Toyota Motor Corp Ultrasonic dispersion method and ultrasonic dispersion apparatus
JP4628231B2 (en) * 2005-09-22 2011-02-09 トヨタ自動車株式会社 Ultrasonic dispersion method and ultrasonic dispersion apparatus
JP2009172507A (en) * 2008-01-23 2009-08-06 Tohoku Univ Method of and apparatus for generating microbubbles
JP2010064021A (en) * 2008-09-11 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp Microbubble generator and method of generating microbubble
JP2015166055A (en) * 2014-03-04 2015-09-24 公立大学法人首都大学東京 Fine bubble generation plate
JP2017170285A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 公立大学法人首都大学東京 Minute bubble generation plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8726918B2 (en) Nanofluid generator and cleaning apparatus
TW201200222A (en) Deaeration device and ultrasonic cleaning device using the same
BRPI0520314B1 (en) ballast water treatment apparatus
KR20170104351A (en) Apparatus for generating micro bubbles
JP2006334556A (en) Fine bubble generation nozzle and fine bubble generation bath
US10946148B2 (en) Method and apparatus for the production of microscale bubbles by depressurization cavitation
JP2007307450A (en) Bubble generating device
JP2008006397A (en) Microbubble generation apparatus
EP0680779A1 (en) Gas dissolution in liquids
WO2006137265A1 (en) Discharge flow passage of pressure dissolving device
JP2005138022A (en) Bubble generation method and bubble generator
JP2009101250A (en) Fine bubble generating apparatus
JPWO2006129807A1 (en) Solution reactor and reaction method
JP5839771B2 (en) Microbubble generator and generation method
JP2003093858A (en) Method and apparatus for forming fine gas bubble
JP2009208051A (en) Hydrogen water, and hydrogen water generator
EP3202491A1 (en) Anti-bubble generator
KR101688638B1 (en) Apparatus for cleaning organic matter using fine ozone bubble
JP4694553B2 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
JP2002166151A (en) Minute foam supply method and minute foam supply apparatus
JP2008168178A (en) Dental gargle water feed device
JP2008168293A (en) Microbubble generator
JP2003102324A (en) Apparatus for retaining freshness for fishing boat and corf for fishing boat
JPH11319819A (en) Froth box for denaturing liquid quality and method for denaturing liquid quality
KR20190095742A (en) Gas dissolving apparatus